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人类首次观测到爱因斯坦提出过的引力波

(2017-10-18 09:30:05)
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杂谈

科学家观测到了由两颗中子星相撞而产生的空间弯曲现象。

他们确认,两颗中子星的合并产生了在宇宙当中所存在的金和铂。

由这次猛烈撞击事件产生的引力波,是在8月17日由激光干涉引力波天文台(LIGO)与室女座干涉仪(VIRGO)合作监测到的。

这一发现使全世界的天文望远镜得以观测这一次中子星合并的细节。

http://si1.go2yd.com/get-image/0HZQpCaplzM

位于美国加州帕萨迪纳的加利福尼亚理工学院LIGO实验室执行总监大卫·莱兹(David Reitze)说:“这是我们一直在等待的那一次。”

这一次大爆炸发生在一个被称为“NGC4993”的星系,距离长蛇座大约有一万亿亿公里远。

碰撞发生在1.3亿年前——当时恐龙仍然在地球上生活。由于距离太远,光和引力波直到最近才到达我们这里。

两颗中子星的质量比我们的太阳大10-20%——但它们的直径不过30公里。

它们是巨大星体在很久之前作为“超新星”(supernova)发生爆炸后遗留下来的内核。

它们被称作中子星,是因为星体撞击碎裂过程当中,令带电的质子以及星体原子中的带电粒子合并形成一个完全由中子组成的实体。

http://si1.go2yd.com/get-image/0HZQqEeF5pA

这些“残留物”的密度之高难以想象——一茶匙的重量就能达到10亿吨。

进行此次观测的其中一个实验室位于一个风景如画的校园里,一个喷泉池向天喷射着水柱,水又在重力的作用下呈弧线重新洒向地面,在清澈的池上溅出波纹。

在路易斯安那州利文斯顿广阔的林地里,LIGO探测仪的存在显得有点格格不入。它的设计是用于监测宇宙当中由猛烈的天体撞击产生的引力波纹。

自从两年前升级以来,它已经四次侦测到黑洞的合并。

由猛烈冲撞产生的引力波在时空当中散播出波纹,所穿过的一切都被轻微地拉伸和压缩——幅度小于一个原子的直径。

利文斯顿的LIGO实验室由两座小型建筑组成,配有两根长2.5英里的管道,以恰当的角度延伸。管道当中是一个强大的镭射装置,准确地测量其长度发生的任何改变。

我和诺尔娜·罗伯森教授(Prof Norna Robertson)一起走进其中一条管道。她是苏格兰人,曾经在格拉斯哥大学工作,之后又曾帮助设计这一套设备当中的监测系统。

罗伯森教授的工作帮助了LIGO-VIRGO的科学合作项目成功侦测到由两颗中子星相撞而发射出的引力波。

“我对我们做到的事情实在是感到兴奋。我在40年前作为一个学生开始研究引力波,走过了一条很长很长的路:当中有起有落,但现在,一切都成了,”她告诉BBC说。

“过去这两年,先是监测到了黑洞的合并,现在又是中子星的合并。我真的感觉到我们正在打开一个新领域,而这就是我一直想做的,现在我们做到了。”

此次监测令70个天文望远镜有史以来第一次捕捉到这一现象的细节影像。

这些影像显示,这一次大爆炸比超新星的威力大1000倍——它被称为“千倍新星”。



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